Self-Healing: A chave para atender a promessa das redes inteligentes de um futuro mais verde

Enquanto medidores inteligentes recebem os holofotes, os religadores são os verdadeiros blocos de construção das redes inteligentes de distribuição elétrica, sustentando a sua confiabilidade.

Comunicado de imprensa

Agosto 2012
Self-Healing: A chave para atender a promessa das redes inteligentes de um futuro mais verde

Self-Healing: A chave para atender a promessa das redes inteligentes de um futuro mais verde.

As redes inteligentes são cada vez mais apontadas como grande parte da resposta para combater as alterações climáticas e a dependência de combustíveis fósseis. Dotando a rede de distribuição de energia elétrica com flexibilidade de se adaptar a novos padrões de "verde" e a variabilidade de capacidade de geração a partir de fontes renováveis tais como vento, ondas e solar, os engenheiros esperam reduzir o desperdício e melhorar a confiabilidade.

O Fórum Internacional do Transporte - uma Organização Intergovernamental para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) - por exemplo, relata em seu relatório Policy Brief de Julho de 2012 "Smart Grids e Veículos Elétricos: Feitos um para o outro?" que as tecnologias de redes inteligentes tornam possível que veículos elétricos (EV) se proliferem sem sobrecarregar a indústria de fornecimento elétrico.

O relatório também aponta que ao mesmo tempo EVs, entre outras tecnologias verdes, está impulsionando o investimento em tecnologias de redes inteligentes, uma opinião ecoada pela IHS baseada em analistas norte americanos. A empresa de pesquisas diz que os EUA tem um orçamento de US$ 4,5 bilhões para fins de investimento, enquanto a China deve se tornar o maior mercado de smart grid no mundo, com US$ 586 bilhões previstos para serem investidos na infraestrutura de fornecimento de energia elétrica fornecer durante os próximos 10 anos.

Mas para atender a essa promessa de flexibilidade, as redes inteligentes - redes de distribuição de energia elétrica que utilizam computadores e comunicações modernas para melhorar a eficiência, confiabilidade e robustez - devem apresentar propriedades de auto reconfiguração (self-healing) que assegurem a rápida recuperação de falhas.

Sistemas elétriocs tradicionais são unidirecionais e, normalmente, apenas uma única linha alimenta um bairro ou bloco da cidade. Se o fornecimento faltar devido a, por exemplo, uma descarga atmosférica, os consumidores e as empresas na área afetada podem ficar sem energia até que a linha danificada seja reparada. Com a tecnologia atual, geralmente leva-se várias horas para localizar a falha antes que uma equipe de engenharia possa ser despachada e mais algumas horas até que haja o reparo.

As redes inteligentes superam este problema através da utilização de linhas de distribuição bidirecionais e topologias que garantem que uma área geográfica pode ser fornecida a partir de várias ramificações alternativas da rede. Isto dota a rede com a capacidade de auto reconfiguração (self healing). Se ocorrer uma falha ocorrer em uma determinada linha, a energia pode ser redirecionada através de um caminho diferente - invertendo o fluxo de eletricidade, se necessário - minimizando o impacto sobre o consumidor.

"É tudo muito bom falar sobre como as redes inteligentes irão nos ajudar a lidar com a variabilidade de fornecimento que vem com o aumento da quantidade de eletricidade gerada a partir da capacidade de geração renovável", diz Neil O´Sullivan, Diretor Geral da fabricante de religadores sediada em Brisbane, NOJA Power. "Isso é importante, mas ainda mais importante é assegurar que a a grade seja totalmente confiável - não importando qual a fonte de fornecimento. E nada aumenta e sustenta a confiabilidade mais do que religadores. "

Religadores são os "disjuntores inteligentes" que dotam o smart grid com suas propriedades de autocorreção. Estes "computadores em postes" - capazes de lidar com 10 e 38 kV e robustos o suficiente para resistir a vibrações, temperaturas extremas e mau tempo, mas com peso de apenas 100 kg - são montados em postes de transmissão em pontos críticos da rede. Religadores são capazes de cortar a energia imediatamente se a linha na qual estão instalados sofrer uma falta, evitando danos maiores ou um efeito cascada em outras partes da rede.

"As pessoas gostam de falar sobre medidores inteligentes como chave para esta nova tecnologia na distribuição elétrica, pois esses são os dispositivos nos quais o consumidor se identifica a rede inteligente (smart grid)", explicou O'Sullivan. "Mas, enquanto os medidores inteligentes são realmente úteis, eles são uma parte periférica da infra-estrutura. Os religadores são os verdadeiros blocos de construção da tecnologia - embora permaneçam como " heróis desconhecidos" dado que são invisíveis para o público."

Porque os religadores modernos, como os fabricados pela NOJA Power, utilizam eletrônica poderosa baseada em microprocessadores e protocolos de comunicação modernos, eles podem fazem muito mais do que apenas isolar um condutor em falta.

“No caso de uma queda de energia, como o religador está diretamente ligado ao centro de controle e pode medir a linha em ambos os sentidos, ele imediatamente informará ao supervisor sobre o local da falha", diz Oleg Samarski, Direto de Qualidade e Serviço da NOJA Power." Isso significa que os engenheiros podem estar prontos para realizar os reparos em minutos.

"Além disso, religadores modernos também são capazes de armazenar dados úteis, tais como o tempo da interrupção, assim como padrões de uso locais que podem ser utilizados pela concessionária para gerir melhor a rede no futuro", observou Samarski.

De acordo com Samarski, religadores, ao contrário de disjuntores tradicionais que permanecem abertos até que sejam reiniciados manualmente, são capazes de fechar e restabelecer o fornecimento de eletricidade em segundos se a falha provar ser apenas temporária. Alternativamente, religadores trabalhando em grupos podem abrir e fechar em sequência para alterar de rota de fornecimento à zona afetada pela interrupção através de um alimentador diferente - dando aos engenheiros espaço de manobra para corrigir a falha original.

"As redes inteligentes são fundamentais na luta contra as alterações climáticas, uma vez que têm um enorme potencial para melhorar a eficiência do nosso setor de eletricidade e transformar a maneira como usamos a energia em nossas casas e empresas", diz o Senador Penny Wong Hon (então Ministro dos Recursos e Energia, agora Ministro das Finanças e Desregulamentação) ao anunciar que Newcastle, NSW, seria o local da primeira rede inteligente em escala comercial da Austrália.

“Se as aplicações de redes inteligentes forem adotadas ao redor da Austrália elas poderiam reduzir as emissões de carbono em 3,5 megatoneladas por ano", concluiu o senador Wong.

Por Peter Field